基于微机控制的滤油机控制系统的设计

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摘要：常规的滤油机操作系统是通过操作不同按钮．使设备按照一定的顺序启停。为了减小操作系统占用空间，改变
操作人员记忆各种开关的操作次序，提高控制系统自动化程度，利用8051单片机通过温度传感器与A／D转换芯片实现对滤
* p6 ~; @$ r, Y+ S' g# [油机温度自动检测、实时显示。根据检测到的温度值进行计算，确定电机启、停顺序的系统控制。该系统革新了传统的接触
7 T, N) U+ G, ]- l1 p器、继电器控制，提高了系统的自动化水平。
0 k2 u" y+ V7 B
系统由真空泵电动机和油泵电动机各一台组成，要
/ c: i8 p7 z: P- M; a求用单片机完成管道压力检测和油箱温度控制。用压
力传感器采集数据并送单片机处理。系统采用两组加
热管加热，每组功率为24 kW。用温度传感器采集数据
! V0 G: n  V( F# \& t并送单片机处理。当温度达到要求时，切断真空泵电机
+ C5 l8 P( O- |" @并随时显示当前温度值，接触器跳闸温度可以通过拔码
盘设定送人单片机。系统中电机只能正转，不能反转，
4 }# s' n5 }- b1 w* h4 r# h控制电路应具有反转报警装置。
9 m7 R2 o/ U( @$ J主回路采用空开和接触器实现，控制回路由单片机
控制系统实现。系统启动顺序是：油泵电动机、真空泵
0 I7 B, e6 {! P/ n* c+ J电动机、加热管。两组加热管可分别单独加热和停机，
但只有真空泵电机启动后加热管才能启动和运行。
l控制系统主要硬件构成
9 _& v+ R% e0 g; [3 P. [8 \主回路交流接触器4个、空气开关2个、MCS一51
系列单片微机芯片8031、各类外围接口芯片、A／D转换
$ P7 V& Z5 a  x  |( U器、温度传感器、压力传感器、光电耦合器件、接触器驱
动电路、LED显示电路等。控制系统如图1所示。
1．1输入信号回路温度检测系统基本组成
3 n0 J5 e2 N! G/ M  A" x通过集成温度传感器AD590和单片机组成数字温
度检测装置口]。AD590[2]温度传感器属于半导体集成
温度传感器，测量范围为一55～+150℃，输出电流与
温度成线性关系，它以热力学温标零点作为零输出点，
( u  G  l0 o0 }* Q3 f7 |比例因子为1弘A／℃。因此它能把温度信号变为与绝
3 C. V1 N7 R+ F5 ]/ K7 d对温度成比例的电流信号。该传感器稳定性高、线性度
5 m/ b$ S. ~1 h4 _) t好。AD590本身产生的是电流信号，它将温度转换为
相应的电流信号输出，在传感器输出端加运算放大器
1 B6 G. K; [7 c0 Z+ u5 K7 b0P—07，使其输出的电流信号转换为电压信号。
' \2 P7 K4 E" \% f/ m/ S硬件电路采用双点温度调整误差口]，电路如图2所
* j+ L  b; E7 I# w% u7 o$ A9 J* d示。放大器采用0P—07[们单片精密运算放大器，它具
有低噪声、低漂移和高增益特点，是一种通用性强的运
  b! E$ b& K( B  D$ b算放大器。电容C。在此起滤波的作用。通过R。给
AD590传感器提供稳定电压，所测温度由AD590温度
& U4 {, C& v% R9 A传感器检测，给电压放大器提供电压信号，以供放大。
这里用电位器R，。起到调零点的作用，电位器Rm起到
调增益的作用，通过调整运放中的电阻Rn和电位器
! H) |+ F9 I+ _R咒，找到输出电压与被测温度的合适对应关系。
; I0 C! A+ {; `1．2输出信号回路基本组成．
该电路用交流电磁式接触器控制设计b]，即由双向
/ i/ e" y. T9 q7 m9 n2 L. [  V晶闸管驱动交流接触器KM线圈。额定工作电压为交
流接触器线圈工作电压的2～3倍，额定工作电流为交
流接触器线圈工作电流的1．5～2倍。此处为220 V的
( M+ `$ W0 m6 Y8 A" W1 j0 x交流电压，选择10 A／660 V的双向晶闸管。光耦合器
0 f/ Z% x! v2 x/ gMOC3041R的输入端接7407，由单片机的P1．o口输
4 P; l# S5 j$ X1 z7 ~0 J* ~出低电平，双向晶闸管导通，接触器KM吸合。反之则
; E8 u/ p/ e# A9 O1 \9 }接触器KM释放。最后再由交流接触器的触点控制动
6 Z1 e; b# W' S- T6 p; t力回路。输出信号回路如图3所示。
系统通过74LSl64移位寄存器芯片扩展三位静态
显示电路‘“，每3 s刷新一次I。ED显示值，P1．3为输出
% m- e' g" P0 X. N6 W) A4 u控制。当P1．3为高电平时，允许串行口输出数据给移
5 T. Q% M* a( P. o9 m, H" L位寄存器，当P1．3为低电平时，串行口禁止输出数据。
2控镧系统主程序设计
! r1 B, z# W% b! E控制系统主程序主要是对系统进行初始化处理，其
中包括端口初始化、定时器设定、系统中断方式设定等。
系统中断服务程序的功能是：判断是否定时时间到，若
到则检测设定值、检测温度值、温度显示与控制等。由
* G4 e% L/ k: A8 h) ]) m3 j/ N0 I此可编出主程序和中断服务子程序，见图4、图5。
3控制系统温度检测程序设计
  T3 u2 U# F/ q) g温度检测程序的功能是连续进行4次A／D转换，

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可以找带AD的单片机，这样还能节省成本